二氧化碳的制備及其性質的實驗創新研究

蔡芳崎

摘要：簡析人教版第六單元課題3傳統二氧化碳性質實驗的優缺點，從試劑和反應容器代用角度進行實驗創新，增強了實驗的可操作性，提高了實驗的成功率。

關鍵詞：二氧化碳性質;創新改進

文章編號：1008-0546（2019）12-0085-02 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.12.025

一、創意來源

二氧化碳的性質實驗是人教版第六單元課題3的重要實驗。對本實驗的改進一直是研究的熱點，也是中考的重要考點。目前實驗的改進大多數從兩個角度出發：一是以雪碧為原料制取二氧化碳，二是以傾倒二氧化碳實驗改進為話題。有的操作較為繁瑣，有的則試劑用量較大，造成浪費，不夠環保節約。因此，有必要設計一種更為簡便，直觀，操作性強的實驗方法，引導學生深入思考和深度探究，培養學生學以致用，敢于創新的精神。在冬季流感高發期，不少學生喝Vc泡騰片預防感冒，筆者由此發現了泡騰片中有能夠產生二氧化碳的成分。但泡騰片的價格較高，而價格較低的一款名為“深水炸糖”的零食放入水中，亦可迅速產生大量二氧化碳。于是，筆者從試劑和反應容器代用角度進行實驗創新，增強了實驗的可操作性，提高了實驗的成功率。

二、實驗用品

深水炸糖3個[主要成分：葡萄糖、麥芽糖漿、食品添加劑（檸檬酸、碳酸氫鈉、三氯蔗糖、阿斯巴甜、安賽蜜、紐甜、食用香料、食用色素）]、蒸餾水、60mL注射器一支、試管、燒杯、階梯蠟燭、火柴

三、實驗原理

“深水炸糖”的成分中，檸檬酸和碳酸氫鈉遇水后能迅速反應，產生二氧化碳氣體，反應原理：

四、創新實驗方案

1.二氧化碳的制備

取下注射器針頭，拔下注射器活塞，往注射器內裝入一顆深水炸糖，將活塞放回注射器并推至底部。燒杯中放入適量蒸餾水，用針筒吸入50mL水，并放置在燒杯中，如圖1所示。深水炸糖遇水產生CO2，針筒內氣壓增大，將液體重新趕入燒杯中。待液體排盡，即完成了50mL二氧化碳的制備和收集。將針筒蓋好，放置一旁備用。

2.二氧化碳的系列性質檢驗

（1）使澄清石灰水變渾濁

如圖2所示，取兩支小試管，分別加入等量的澄清石灰水，將試管靜置在小燒杯里，將針筒內氣體緩慢注入其中一支試管。現象：澄清石灰水出現渾濁，證明該氣體為二氧化碳。

（2）不助燃，不可燃，密度比空氣大

如圖3所示，點燃階梯蠟燭，用針筒在階梯蠟燭的一側，緩慢注入制備好的二氧化碳。現象：蠟燭由低至高，逐一熄滅，證明CO2不助燃，不可燃且密度比空氣大。

（3）酸性及碳酸的不穩定性

如圖4所示，取兩支小試管，分別加入滴有石蕊溶液的蒸餾水，將試管靜置在小燒杯里，用針筒將CO2緩慢注入其中一支試管中，觀察溶液顏色變化。將通人過CO2的試管放在酒精燈上加熱，觀察顏色變化。現象：通入CO2可使紫色石蕊溶液變紅，加熱后溶液恢復原色。

五、創新優勢

1.關于排水法收集二氧化碳

受思維定勢的影響，許多老師認為，由于二氧化碳能溶于水，收集二氧化碳的方法只能是向上排空氣法，不能用排水法來收集。然而在實驗過程中，CO2在水中的溶解情況，除受到壓強和溫度的影響外，還受到CO2溶于水速度的影響。有相關文獻對排水法收集二氧化碳的可行性進行過論證，認為排水法收集CO2在特定情況下是可行的。本實驗方案也證實了這一點。

2.關于二氧化碳的傾倒實驗

教師若完全按照教材中的實驗來進行操作，常常會在二氧化碳的傾倒實驗中“失手”。主要原因在于傾倒CO2的速度難以把控，若傾倒過快，容易出現上面的蠟燭先熄滅，下面的蠟燭后熄滅的情況;若傾倒過慢，則集氣瓶中的CO2可能沒來得及進入燒杯，就已經擴散到空氣中，造成蠟燭不熄滅。本實驗方案中，使用針筒注射的方法來通入CO2，有利于控制CO2流入的速度和方向，大大地提高了實驗的成功率，而且操作簡便，趣味性強。

教學相長，意味著教師不能僅僅停留在知識的淺層講解上，更要注意引導學生走上善于觀察，善于思考，敢于探索，勇于創新的科學之路。該實驗創新，打破了傳統的思維，讓學生能夠體驗探究的樂趣，有利于促進學生科學素養的發展。